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具有有界不变量的二元四次型和椭圆曲线平均秩的有界性。 (英语) Zbl 1307.11071号

本文证明了(mathbb{Q})上椭圆曲线的平均秩是有界的。更准确地说,考虑曲线\[E_{A,B}:\,y^2=x^3+Ax+B\]对整数系数(A,B)进行了规范化,使得(A^3)和(B^2)没有重要的公共12次幂因子。集合\(H(E_{A,B}):=\最大值(4|A|^3\,,\,27B^2)\)。然后\[\limsup_{X\rightarrow\infty}\frac{\sum_{H(E_{A,B})\leqX}\mathrm{Rank}。\]这一结果直接来源于关于2-Selmer组平均大小的断言:\[\和(E_{A,B})\]作为\(X\rightarrow\infty\)。事实上,当一个人通过任何有限的同余条件集,甚至是一个包含无限多个同余条件的合适的自然集来限制系数(A)和(B)时,情况也是如此。
证明通过计算二元四次型(f(x,y)=ax^4+bx^3y+cx^2y^2+dxy^3+ey^4)来处理2-Selmer群,使得曲线(f(x,y)=z^2)在局部处处有点。为了将这种形式(f)与带(H(E_{A,B})的椭圆曲线联系起来,我们计算了不变量(I(f),J(f))满足(H(I,J):=max(|I|^3,J^2/4)leq Y)的形式,其中可以再次对(f)施加额外的同余条件。这种同余条件允许考虑局部可解性约束。写下\(\mathrm)下等价类的数量\(h^{(j)}(I,j)\){德国}_2(f)形式的(mathbb{Z})具有不变量(I)和(J),并且具有精确的实根。然后举例说明\[\sum_{H(I,J)\leqX}H^{(0)}(I,J)=\frac{4}{135}\zeta(2)X^{5/6}+O(X^{3/4+\varepsilon}),\]对于任何固定的\(\varepsilon>0\)。其他计数函数(h^{(j)}(I,j))和形式(f)上有同余限制的情况也有类似的结果。
二元四次型的等价类是通过为\(\mathrm的作用生成一个合适的基本域来计算的{德国}_2(\mathbb{Z})\)。然而,这个基本域是无界的,所以在它的扩张中计算整数点并不简单。这一困难是通过使用第一作者早期作品【Ann.Math.(2)162,No.2,1031–1063(2005;兹比尔1159.11045); 同上,172,第3号,1559–1591(2010年;Zbl 1220.11139号)].

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